Ученые разработали эффективные модели планирования ремонта городских дорог

Группа исследователей из Московского физико-технического института и Института проблем управления имени В.А. Трапезникова РАН представила новый подход к планированию ремонта городских дорог. В их научной работе предложены модели, ориентированные на расчет последствий ремонта, с особым вниманием к дорогам, полностью вышедшим из строя.

Улучшения, предложенные исследователями, позволяют проводить ремонтные работы более ритмично, с минимальными нарушениями транспортного движения. Это сокращает пробки, заторы и зоны ограниченного доступа, что в свою очередь улучшает жизненный комфорт горожан и способствует укреплению доверия между городскими властями и населением. Кроме того, новый подход приносит пользу экологии города, поскольку снижает выбросы токсичных веществ в атмосферу, уровень шума и тепловое воздействие на окружающую среду.

Ученые провели расчеты на основе реальных транспортных сетей в современных городах с численностью населения от 80 до 150 тысяч человек. В качестве примеров использовались города Петергоф в Ленинградской области и Коломна в Подмосковье. Для построения моделей использовалась теория графов, при этом транспортные магистрали представлялись в виде вершин (перекрестков) и ребер (улиц).

Одним из ключевых этапов работы ученых было моделирование изменений транспортных потоков, связанных с ограничениями движения во время ремонта дорог. Каждый ремонт участка дороги увеличивает нагрузку на остальные дороги, подобно тому, как отпуск одного сотрудника увеличивает рабочую нагрузку на остальных.

На основе результатов моделирования исследователи разрабатывают оптимальные схемы ремонта городских дорог. Они учитывают различные факторы, такие как климатические условия, технические ограничения и доступные ресурсы. Предложенная методика позволяет организовать ремонтные работы таким образом, чтобы избежать одновременного перекрытия всех важных транспортных магистралей.

Ученые подчеркивают неэффективность стратегии, при которой ремонт дорог проводится только после полного износа. Это может привести к совпадению сроков ремонта нескольких ключевых дорог и увеличить нагрузку на остальные. В итоге это может привести к коллапсу транспортной системы города.

Результаты исследования показывают, что правильное планирование ремонтных работ может существенно сократить расходы на поддержание городской транспортной инфраструктуры. Проведенные численные исследования показывают, что внедрение улучшенных схем ремонта дорог в городе Коломна может привести к сокращению расходов на 15% по сравнению с текущей практикой.

Исследователи отмечают, что разработанная методика может быть адаптирована для применения в других типах городов и других отраслях промышленности.